CN104575972A - 一种带绝缘木撑条的卷铁芯自耦变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带绝缘木撑条的卷铁芯自耦变压器。现有自耦变压器热量排放不畅、材料成本高。本发明包括箱体、置于箱体内的铁芯、与铁芯匹配的绕组组件以及绝缘介质，铁芯包括若干层环抱叠置的硅钢片，相邻硅钢片间夹持有若干等距设置的绝缘木撑条，使得相邻硅钢片间通过木撑条隔设出若干散热通道。在原有铁芯中增设间隔相邻硅钢片的绝缘木撑条，顺利散热降温，延长变压器寿命；此外，硅钢片间增设木撑条还能有效减少硅钢片用量，降低材料成本，并能减小变压器空载时的损耗，降低运行成本。木撑条具有绝缘特性，有效隔绝相邻硅钢片间通连。

Description

一种带绝缘木撑条的卷铁芯自耦变压器

技术领域

 本发明涉及一种变压器，具体涉及一种卷铁芯自耦变压器。

背景技术

AT供电方式（即采用自耦变压器供电方式）具有供电电压高，防干扰效果好，牵引变电所间距大，数量少，适应高速大功率电力机车运行等优点，是我国高铁首选供电方式。

目前，我国用于AT供电高速电气化铁路的自耦变压器铁芯结构大都是采用叠铁芯，存在以下缺陷：1.由于采用叠铁芯结构，使得变压器在运行时热量排放不畅，导致铁芯内部温升，加速了绝缘部件老化，进而影响变压器寿命，增加了运行成本；2.硅钢片用量大，材料成本高，且导致空载损耗高，增加了运行成本。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种带绝缘木撑条的卷铁芯自耦变压器，提高铁芯散热效率，延长变压器寿命。

本发明通过以下方式实现：一种带绝缘木撑条的卷铁芯自耦变压器，包括箱体、置于所述箱体内的铁芯、与所述铁芯匹配的绕组组件以及绝缘介质，所述铁芯包括若干层环抱叠置的硅钢片，相邻所述硅钢片间夹持有若干等距设置的绝缘木撑条，使得相邻硅钢片间通过所述木撑条隔设出若干散热通道。在原有铁芯中增设间隔相邻硅钢片的绝缘木撑条，使得铁芯由原先的紧密叠置结构改进为开设散热通道的间隔结构，即能确保铁芯在工作时顺利散热降温，延缓结缘部件老化，延长变压器寿命，有效降低维护成本；此外，硅钢片间增设木撑条还能有效减少硅钢片用量，降低材料成本，并能减小变压器空载时的损耗，降低运行成本。木撑条具有绝缘特性，有效隔绝相邻硅钢片间通连。木撑条等距设置，使得散热通道均匀分布，确保铁芯散热均匀。所述散热通道内侧壁形成铁芯的热量散发面，有效增加铁芯的热量散发面积，提高散热效率。本技术方案适用于AT供电方式的高速、重载铁路。

作为优选，所述木撑条位于所述铁芯截面中部，所述铁芯中至少一组相邻硅钢片间设有所述木撑条。木撑条位于铁芯中部，使得散热通道也开设在铁芯中部，有利于铁芯散热，铁芯至少有至少一组相邻硅钢片间设有所述木撑条，也可以根据需要而在多组相邻硅钢片间设置木撑条。

作为优选，所述铁芯呈环状闭合结构，包括第一主柱和第二主柱，所述第一主柱和第二主柱上分别套置有对应的绕组组件。所述铁芯呈环状闭合结构，包括两对称的直线部，所述直线部形成用于绕置绕组组件的第一主柱和第二主柱。

作为优选，每组所述绕组组件包括四个同心绕组，所述同心绕组依次层叠绕置在对应的第一主柱和第二主柱外缘。每组绕组组件设置四个同心绕组，四个同心绕组逐个叠置在与其对应的主柱外缘。

作为优选，所述木撑条呈厚度均匀的条状，其上下壁面分别与对应的硅钢片抵触连接，并围合形成与所述硅钢片平行且贯穿所述铁芯的散热通道。厚度均匀的木撑条能有效确保各散热通道尺寸一致，并使得相邻硅钢片平行安置。

作为优选，所述木撑条的一侧壁面粘贴在对应的硅钢片上，木撑条一侧通过粘贴方式固定在硅钢片上，有效确保木撑条不会因受力而偏离工位。在装配时，先将木撑条粘贴到硅钢板上，再将此硅钢板卷置在铁芯中，确保木撑条不会在安装时偏离工位。

作为优选，所述绝缘介质将填充在述箱体内壁与所述铁芯、绕组组件间的空间内。当箱体内的铁芯、绕组组件安装完成后，再进行绝缘介质将填充。

作为优选，所述绝缘介质为变压器油。

作为优选，所述绕组组件采用固体绝缘包封式绕组，固体绝缘包封式绕组外浇注有环氧树脂层。当箱体内的铁芯、绕组组件安装完成后，再进行环氧树脂浇注，最后进行绝缘介质将填充。

作为优选，所述绕组组件采用非包封式绕组。

本发明的突出有益效果：在原有铁芯中增设间隔相邻硅钢片的绝缘木撑条，使得铁芯由原先的紧密叠置结构改进为开设散热通道的间隔结构，即能确保铁芯在工作时顺利散热降温，延缓结缘部件老化，延长变压器寿命，有效降低维护成本；此外，硅钢片间增设木撑条还能有效减少硅钢片用量，降低材料成本，并能减小变压器空载时的损耗，降低运行成本。

附图说明

图1 为本发明卷铁芯自耦变压器铁芯结构示意图；

图2 为A-A’剖视结构局部示意图；

图3为本发明带绕组组件的铁芯结构示意图；

图4为本发明实施例1的自耦变压器结构示意图；

图5为本发明实施例2的自耦变压器结构示意图；

图中：1、箱体，2、铁芯，3、绕组组件，4、硅钢片，5、木撑条，6、散热通道，7、第一主柱，8、第二主柱，9、绝缘介质。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明的实质性特点作进一步的说明。

如图1所示的一种带绝缘木撑条的卷铁芯自耦变压器，由箱体1、置于所述箱体1内的铁芯2、与所述铁芯2匹配的绕组组件3以及绝缘介质9组成，所述铁芯2包括若干层环抱叠置的硅钢片4，相邻所述硅钢片4间夹持有若干等距设置的绝缘木撑条5，使得相邻硅钢片4间通过所述木撑条5隔设出若干散热通道6（如图2所示）；所述木撑条5位于所述铁芯2截面中部，所述铁芯2中至少一组相邻硅钢片4间设有所述木撑条5；所述铁芯2呈环状闭合结构，包括第一主柱7和第二主柱8，所述第一主柱7和第二主柱8上分别套置有对应的绕组组件3（如图3所示）；每组所述绕组组件3包括四个同心绕组，所述同心绕组依次层叠绕置在对应的第一主柱7和第二主柱8外缘；所述木撑条5呈厚度均匀的条状，其上下壁面分别与对应的硅钢片4抵触连接，并围合形成与所述硅钢片4平行且贯穿所述铁芯2的散热通道6；所述木撑条5的一侧壁面粘贴在对应的硅钢片4上，木撑条5一侧通过粘贴方式固定在硅钢片4上，有效确保木撑条5不会因受力而偏离工位；所述绝缘介质9将填充在述箱体1内壁与所述铁芯2、绕组组件3间的空间内；所述绝缘介质9为变压器油；所述绕组组件3采用固体绝缘包封式绕组，固体绝缘包封式绕组外浇注有环氧树脂层；所述绕组组件3采用非包封式绕组。

在实际操作中，当铁芯2卷制到相应厚度时，在铁芯2叠片的硅钢片4上，以垂直90°方式间隔粘贴相应厚度的木撑条5，木撑条5由高密度绝缘纸板制成，将带有木撑条5的硅钢片4卷入后形成铁芯2的散热通道6。

实施例1：

本实施例中的卷铁芯2自耦变压器为箱式自耦变压器时（如图4所示），箱式卷铁芯2自耦变压器包括设有第一主柱7和第二主柱8的铁芯2、绕组组件3、箱体1及绝缘介质9。绕组组件3和自耦变压器主柱设置于箱体113内，且绕组组件3包括分别卷制在第一主柱7和第二主柱8的四个同心式绕组组件3。绝缘介质9填充在箱体1内壁与铁芯2、绕组组件3间的空间。

绝缘介质9通常采用变压器油，当该变压器安装在室内、地下或隧道等环境时，绝缘介质9可采用SF6气体或高燃点绝缘油等。

实施例2：

本实施例中的卷铁芯2自耦变压器为干式自耦变压器（如图5所示）。干式自耦变压器包括自耦变压器铁芯2和绕组组件3，绕组组件3包括卷制在铁芯2上的同心式绕组。

本实施例中的绕组组件3可以采用固体绝缘包封绕组或不包封绕组，均应视为本发明的具体实施例。当绕组采用固体绝缘包封绕组结构时，固体绝缘包封式绕组外浇注有环氧树脂层。

上述两实施例中的自耦变压器，均采用发明中的带木撑条5的卷铁芯2自耦变压器铁芯2结构及带四个同心绕组的绕组组件3结构，可使硅钢片4用量明显减小，空载损耗降低20%，并能有效降低铁芯2内部温升，减慢绝缘部件老化，从而进一步减小变压器体积，降低成本，而这种卷铁芯2，适用于AT供电方式的高速、重载铁路。

以上本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种带绝缘木撑条的卷铁芯自耦变压器，包括箱体（1）、置于所述箱体（1）内的铁芯（2）、与所述铁芯（2）匹配的绕组组件（3）以及绝缘介质，其特征在于所述铁芯（2）包括若干层环抱叠置的硅钢片（4），相邻所述硅钢片（4）间夹持有若干等距设置的绝缘木撑条（5），使得相邻硅钢片（4）间通过所述木撑条（5）隔设出若干散热通道（6）。

2.根据权利要求1所述的一种带绝缘木撑条的卷铁芯自耦变压器，其特征在于所述木撑条（5）位于所述铁芯（2）截面中部，所述铁芯（2）中至少一组相邻硅钢片（4）间设有所述木撑条（5）。

3.根据权利要求2所述的一种带绝缘木撑条的卷铁芯自耦变压器，其特征在于所述铁芯（2）呈环状闭合结构，包括第一主柱（7）和第二主柱（8），所述第一主柱（7）和第二主柱（8）上分别套置有对应的绕组组件（3）。

4.根据权利要求3所述的一种带绝缘木撑条的卷铁芯自耦变压器，其特征在于每组所述绕组组件（3）包括四个同心绕组，所述同心绕组依次层叠绕置在对应的第一主柱（7）和第二主柱（8）外缘。

5.根据权利要求2所述的一种带绝缘木撑条的卷铁芯自耦变压器，其特征在于所述木撑条（5）呈厚度均匀的条状，其上下壁面分别与对应的硅钢片（4）抵触连接，并围合形成与所述硅钢片（4）平行且贯穿所述铁芯（2）的散热通道（6）。

6.根据权利要求5所述的一种带绝缘木撑条的卷铁芯自耦变压器，其特征在于所述木撑条（5）的一侧壁面粘贴在对应的硅钢片（4）上。

7.根据权利要求6所述的一种带绝缘木撑条的卷铁芯自耦变压器，其特征在于所述绝缘介质将填充在述箱体（1）内壁与所述铁芯（2）、绕组组件（3）间的空间内。

8.根据权利要求7所述的一种带绝缘木撑条的卷铁芯自耦变压器，其特征在于所述绝缘介质为变压器油。

9.根据权利要求4所述的一种带绝缘木撑条的卷铁芯自耦变压器，其特征在于所述绕组组件（3）采用固体绝缘包封式绕组，固体绝缘包封式绕组外浇注有环氧树脂层。

10.根据权利要求4所述的一种带绝缘木撑条的卷铁芯自耦变压器，其特征在于所述绕组组件（3）采用非包封式绕组。